Ароматичні амінокислоти та попередники нейромедіаторів

Ароматичні амінокислоти фенілаланін, тирозин і триптофан мають бічні ланцюги з ароматичним кільцем і слугують харчовими попередниками основних моноамінових нейромедіаторів. Тирозин (утворюється з незамінної амінокислоти фенілаланіну) є попередником катехоламінів дофаміну та норадреналіну, тоді як триптофан є попередником серотоніну, тому їхня доступність пов'язує дієту з хімією мозку.

Definition

Ароматичні амінокислоти — це амінокислоти, що мають бічний ланцюг з ароматичним кільцем (фенілаланін, тирозин і триптофан); як попередники нейромедіаторів, вони забезпечують субстрати, з яких мозок синтезує серотонін (з триптофану) та катехоламіни дофамін і норадреналін (з тирозину).

Scope

Ця тема охоплює ароматичні амінокислоти як біосинтетичні попередники моноамінових нейромедіаторів та механізми, за допомогою яких баланс амінокислот у плазмі впливає на їхнє потрапляння до мозку. Це довідкова інформація з біохімії та фізіології, а не клінічні чи дієтичні рекомендації.

Core questions

• Які нейромедіатори походять з ароматичних амінокислот?
• Як баланс амінокислот у плазмі впливає на потрапляння попередників до мозку?
• Чому фенілаланін є незамінним, а тирозин — умовно незамінним?

Key concepts

• Фенілаланін, тирозин, триптофан
• Синтез катехоламінів (дофамін, норадреналін)
• Синтез серотоніну з триптофану
• Конкуренція транспортерів великих нейтральних амінокислот
• Доступність попередників та рівні нейромедіаторів у мозку

Mechanisms

Фенілаланін гідроксилюється до тирозину, який потім за допомогою тирозин-гідроксилази перетворюється на катехоламіни; триптофан гідроксилюється до 5-гідрокситриптофану і декарбоксилюється до серотоніну. Ароматичні амінокислоти використовують насичуваний транспортер великих нейтральних амінокислот на гематоенцефалічному бар'єрі, тому поглинання триптофану або тирозину мозком залежить не тільки від їхнього власного рівня в плазмі, але й від їхнього співвідношення з іншими конкуруючими великими нейтральними амінокислотами. Fernstrom і Wurtman (1972) показали, що фізіологічні зміни рівня нейтральних амінокислот у плазмі змінюють вміст серотоніну в мозку, встановлюючи механізм доступності попередників (Fernstrom & Fernstrom, 2007).

Clinical relevance

Ці шляхи лежать в основі біохімії фенілкетонурії (порушення метаболізму фенілаланіну) та обґрунтовують концепції доступності попередників у нейронауці. Ця стаття описує механізми на довідковому рівні і не є основою для індивідуальних дієтичних рішень чи рішень щодо лікування.

History

Ідея про те, що зміни в амінокислотах плазми, зумовлені дієтою, можуть впливати на синтез нейромедіаторів у мозку, була встановлена Fernstrom і Wurtman на початку 1970-х років, які продемонстрували, що серотонін у мозку відстежує співвідношення триптофану до конкуруючих нейтральних амінокислот. Подальші дослідження поширили концепцію доступності попередників на систему катехоламінів (Fernstrom & Fernstrom, 2007).

Key figures

• John Fernstrom
• Richard Wurtman
• Madelyn Fernstrom

Seminal works

• fernstrom-1972
• fernstrom-2007

Frequently asked questions

Які амінокислоти є ароматичними амінокислотами?

Ароматичні амінокислоти — це фенілаланін, тирозин і триптофан; фенілаланін і триптофан є незамінними в дієті, тоді як тирозин може утворюватися з фенілаланіну.

Як ароматичні амінокислоти пов'язані з нейромедіаторами?

Тирозин є попередником катехоламінів дофаміну та норадреналіну, а триптофан — попередником серотоніну, тому доступність цих амінокислот у мозку впливає на синтез моноамінів.